北京時間2012年10月9日下午5時45分，在瑞典首都斯德哥爾摩的卡羅琳斯卡醫(yī)學院，瑞典皇家科學院諾貝爾獎評審委員會將2012年諾貝爾物理學獎授予給了致力于量子光學的兩位科學家—法國物理學家塞爾日•阿羅什與美國物理學家戴維•瓦恩蘭，獲獎評語為“提出了突破性的實驗方法，使測量和操控單個量子系統(tǒng)成為可能”。

    非專業(yè)領域的人士可能對量子光學這一領域感到比較陌生。事實上，一段很長的時間以來，人們想在一個微觀角度來研究光與物質的相互作用是一件非常困難的事情。因為，在研究光或者其他物質的單個粒子這些微觀的研究對象來說，經(jīng)典物理學理論已經(jīng)不適用，而量子力學理論則規(guī)定了微觀世界的基本規(guī)則。而單個粒子卻很難從環(huán)境中獨立出來，并且，一旦同周圍的環(huán)境發(fā)生相互作用，其量子特性便會喪失。而阿羅什與瓦恩來所帶領的各自的研究小組，分別發(fā)展出實用的實驗方法，以測量并操控非常脆弱的量子態(tài)。

    我們可以通過瓦恩蘭的實驗來了解這一過程，當瓦恩蘭俘獲帶電原子（離子）后，開始利用光（光子）對其進行測量和操控。所俘獲的物質離子被隔離在冷（超低溫）環(huán)境中，防止被周圍環(huán)境干擾。瓦恩蘭巧妙的使用激光束以及激光脈沖不斷抑制離子的熱運動，從而使離子的動能將為零，從而進入特定的量子疊加態(tài)中（疊加態(tài)正是量子世界里最神秘的特性）從而保持住了單個粒子的量子特性。

    不僅僅是以阿羅什和瓦恩蘭為代表的外國學者近年來致力于該領域的研究，在國內(nèi)，也有越來越多的人從事著光與物質粒子相互作用如冷原子的研究，當然也取得了很多可喜的成果。同時，作為冷原子研究所使用的半導體激光管的重要供應商德國eagleyard公司，通過同國內(nèi)的獨家代理—富泰科技（香港）有限公司合作，也越來越為國內(nèi)冷原子領域的工作者所熟知。

    在冷原子研究的相關實驗平臺中，需要使用到激光冷卻、俘獲與操控的原理。激光冷卻是依靠光對原子的機械作用力及相關的光與物質粒子的相關效應來實現(xiàn)的，而半導體激光器以其價格低，可靠性高，操作簡單等優(yōu)點而被廣泛采用。不同于我們常規(guī)使用的通信用半導體激光器，冷原子實驗所使用的半導體激光器的波長需要精確對應原子躍遷吸收譜線，而且對線寬和功率均有較高的要求，如eagleyard公司很受歡迎的分布反饋式（DistributorFeedbackBragg）的中心波長為852nm的半導體激光管，用于Cs原子的冷卻與俘獲，線寬可以達到1MHZ以下，自由空間出光功率最大可達150mW。除此之外，eagleyard還可以提供分別對應Rb原子D1和D2線躍遷吸收線的795nm和780nm半導體激光管產(chǎn)品并均在冷原子實驗平臺有著優(yōu)異的表現(xiàn)。

      另外，由于激光冷卻，俘獲與操控原子的需要，半導體激光器的輸出功率偏小是一個較大的問題。不過通過搭配使用eagleyard公司已經(jīng)商用化的半導體錐形放大器（TaperedAmplifier），能夠在種子光輸入功率很小的情況下，實現(xiàn)高達2W的功率輸出。eagleyard目前能提供對應多種原子躍遷吸收譜線的半導體錐形放大器產(chǎn)品，也同樣被廣泛的用于激光冷卻與俘獲原子的實驗裝置中。

    激光冷卻、俘獲、操控原子以及相關的科學應用研究在一段時間以來都是前沿量子光學研究中最活躍的領域，2012年的諾貝爾物理學獎花落此領域必將掀起國內(nèi)外又一輪相關研究的高潮。富泰科技也將繼續(xù)攜手eagleyard等合作伙伴為國內(nèi)前沿科學研究提供更使用的產(chǎn)品和更完善的本地化技術服務。